盐析萃取在贵金属分析中的研究和运用

【摘 要】盐析萃取为贵金属萃取的主要方法。本文分析了盐析萃取贵金属的原理，在此基础上，指出了盐析萃取在贵金属分析中的应用方法及影响因素。从实验的角度，对硫酸铵-溴化钾-乙醇体系萃取分离金的方法进行了阐述，并对其萃取效果进行了观察，证实了盐析萃取在贵金属分析中的运用价值。

【关键词】盐析萃取；贵金属；硫酸铵-溴化钾-乙醇体系

萃取为化学分离方法的一种。传统的贵金属萃取方法，通常以“与水不相容”作为标准，选择萃取溶剂。采用该方法萃取，效率低、分配系数小、萃取时间长、效果差。盐析萃取为新型贵金属萃取方式的一种，与传统方法相比，操作更加简单，值得给予进一步的研究，以使盐析萃取贵金属方法的应用范围得到拓展。

一、盐析萃取贵金属的原理

酸性水溶液中，贵金属通常呈络阴离子的形式。将盐析萃取的萃取剂加入至酸性水溶液中，萃取剂与酸性水溶液可随之产生反应，形成聚合物或缔合物[1]。继续加入无机盐，部分大分子的疏水性可显著提高。如萃取剂与无机盐的量能够达到一定指标，分离则可实现。目前，Na2以及CO3等，为贵金属萃取所应用的主要无机盐类型。上述无机盐与萃取剂融合后，溶液的PH值将有所改变，使得碳酸盐逐渐沉淀，萃取效果一般较差。将（NH2）2 SO4代替Na2以及CO3作为贵金属萃取所应用的无机盐，能够有效解决上述问题[2]。

二、盐析萃取在贵金属分析中的应用方法及影响因素

（一）盐析萃取方法

超临界萃取，为盐析萃取贵金属的主要方法，具有萃取效率高、操作简单的优势。超临界萃取要求首先将金属离子转换为金属络合物。以此为基础，将其分离。目前，薄层色谱及红外等技术已经出现，并被应用到了盐析萃取过程中，取得了良好的效果[3]。

（二）盐析萃取效果的影响因素

1.盐析萃取剂的类型

盐析剂属于盐析萃取贵金属的过程中需应用的主要物質，盐析剂的种类以及使用量等，均为影响萃取效果的主要因素。Na2CO3、NaCl以及（NH2）2 SO4等，为萃取过程中常用的盐析剂。几者相比，Na2CO3具有分相能力强的优势，但如采用该盐析剂萃取，容易产生碳酸盐沉淀，萃取效果差。（NH2）2 SO4具有溶解度大的优势，但分相能力较差。有关人员可视需求选择盐析剂。无论采用何种盐析剂萃取，分相的效果均与盐析剂的使用量正相关。后者的使用量越大，前者的效果越好。因此，在无其他限制条件的情况下，可适当增加（NH2）2 SO4的使用量，以使之分相效果差的缺陷得到弥补，提高该盐析剂的应用水平。

2.溶液的酸度

除盐析剂的类型外，溶液的酸度同样会对盐析萃取贵金属的效果造成影响。以分相的过程为例，该过程需将溶液与盐融合，使两者反应，进而将贵金属分离。在溶液量不变的情况下，溶液的酸度越高，需加入的盐越多。当SO2-4酸度过大，转化为HSO4时，分相的难度会进一步加大。实践研究发现，将溶液的PH值控制在2--6之间较为适宜。

3.络合剂的类型

贵金属萃取过程中，萃取所针对的物质，主要为贵金属络合物。为提高萃取效率及质量，合理选择络合剂较为关键。Au（Ⅲ）、Cl-以及I-等，均为有利于络阴离子形成的主要物质。如采用Au（Ⅲ）作为络合剂，必须将Br-及I-与之联合应用，才可保证萃取的过程能够有效完成。以乙醇-盐-水-5-Br-PADAP体系为例，当溶液的酸度为4.6时，仅小部分贵金属离子能够被萃取，其余Rh（Ⅲ）等，萃取率较高。可见，不同的络合剂适用于不同离子的萃取。如络合剂选择错误，很容易对萃取的效率及效果造成影响。

4.萃取温度

盐析萃取贵金属的过程中，萃取温度是影响萃取效果的主要指标。通常情况下，贵金属的萃取对温度的要求不严格，常温萃取即可。但部分络合反应具有一定的特殊性，必须适当将萃取温度调高，才可使反应在短时间内完成。以贵金属金的萃取为例，TritonX-100-辛醇体系，为金萃取的主要盐析体系。常温萃取，时间较长。将温度增加至34℃后，可于10min后分相，萃取效率能够有效提升，萃取率同样可显著提高。萃取的加温方式包括微波与水浴两种。采用微波加温6min后，在TritonX-100-辛醇体系下萃取金，萃取率可达97%。贵金属铑，采用60℃水浴的方式加温2min，萃取率同样能够达到97%。与之对比，常温下萃取剂，萃取率仅为12.4%。可见，针对部分金属，应通过加温的方式缩短萃取时间，提高萃取率。

三、盐析萃取在贵金属分析中运用方法及效果

以硫酸铵-溴化钾-乙醇体系萃取分离金的过程为例，对盐析萃取在贵金属分析中运用方法进行了阐述，并对其萃取效果进行了观察：

（一）仪器与试剂

（1）仪器：分光仪、分光光度计、酸度计。（2）浓度为0.01g/L的金标准溶液、分析纯无水乙醇、分析纯溴化铵及硫酸铵。

（二）萃取方法

（1）准备金属离子试剂及无水乙醇，将两者融合，调节溶液的酸度。（2）采用水稀释，待溶液量达到10ml时停止。（3）将（NH4）2SO4加入溶液中，0.5min后，观察分相情况。（4）分相后，将乙醇移除，测量金属离子的量。（5）计算贵金属金的萃取率。

（三）分离方法

1.二元混合体系分离方法

（1） 在考虑Au（Ⅲ）萃取率的基础上，合成二元体系。（2）对比Au（Ⅲ）、Cr（Ⅲ）、Mn（Ⅲ）及Al（Ⅲ）等的分离效果。

2.多元混合体系分离方法

（1） 取Au（Ⅲ）、Cr（Ⅲ）Mn（Ⅲ）及Al（Ⅲ）等分别100μg，加入溶液溶。（2）观察Au（Ⅲ）的萃取率。

（四）萃取结果及分析

通过对萃取效果的观察发现，取50μg的Au（Ⅲ）萃取贵金属金，萃取率可达99.8%，表明，硫酸铵-溴化钾-乙醇体系可使Au（Ⅲ）得到就很好的分离，将该体系应用到贵金属金的萃取过程中，效果较好。

（五）讨论

通过对硫酸铵-溴化钾-乙醇体系萃取分离金实验的观察发现，硫酸铵的使用量、溶液的酸度及KBr与KCl属于影响Au（Ⅲ）的主要因素。当硫酸铵的使用量为23μg时，Au（Ⅲ）为90.3%。适当增加硫酸铵的使用量，使溶液的浓度得以提升，Au（Ⅲ）的萃取率可达到100%。当各离子的使用量均为50μg时，PH=1时，Au（Ⅲ）的萃取率为59%。随着PH值的增加，Au（Ⅲ）的萃取率随之提升。表明，溶液的酸度是影响盐析萃取贵金属萃取率的主要因素。通过对KBr与KCl对Au（Ⅲ）萃取率的影响的观察发现，当KBr浓度为0.01/ml，KCl溶液为0.01g/ml时，两者的萃取率分别为44%及25.6%。当KBr浓度为0.03/ml时，萃取率达到最高，为100%。当KCl浓度为0.04/ml时，萃取率达到最高，为82.5%。可见，采用KBr在硫酸铵-溴化钾-乙醇体系下萃取金，萃取率更高。表明，盐析剂的类型对贵金属萃取率的影响较大。

四、结论

盐析萃取贵金属的过程中，应根据萃取的目的，合理选择盐析剂及络合剂。同时，将溶液的酸度控制在一定标准下，以使萃取率得以提升。另外，考虑到萃取温度对萃取率的影响，可根据萃取金属种类的不同，采用水浴或微波的方法，使萃取温度得以提升，提高萃取率。

作者简介：杨通通（1996-），男，甘肃通渭，地址：辽宁省锦州市科技路19号渤海大学.单位：渤海大学.职务：学生，学历：本科。

参考文献：

[1]袁万里，靳超，马天明.金属载体催化转化器贵金属含量检测中的被测溶液温度对吸光度影响的分析与研究[J].摩托车技术，2017，（04）：57-61.

[2]陈雯，赵文虎，金娅秋.原子吸收光谱法测定贵金属合金中的铬[J].贵金属，2016，37（02）：65-69.

[3]段江山.对比分析微波密闭消解法与传统分解法在贵金属处理中的应用[J].硅谷，2014，7（16）：70+63.endprint